Kako nam ocean može pomoći u borbi protiv klimatskih promjena

Prema već jasnom i poznatom znanstvenom konsenzusu, prelazak zatopljenja iznad 1,5 °C potencijalno donosi ireverzibilne promjene u klimatskom sustavu. Bez obzira na to, emisije stakleničkih plinova se ne smanjuju. U takvom su se kontekstu počele razvijati različite metode uklanjanja CO₂ iz atmosfere.

Većina dosad razvijenih metoda odnosi se na kopno: pošumljavanje, sekvestracija ugljika u tlu, biougljen i izravno hvatanje CO₂ iz zraka. 

Biološke metode uklanjanja CO₂, poput pošumljavanja i povećanja zaliha ugljika u tlu, zahtijevaju velike površine zemljišta te vodu i hranjive tvari. Njihova primjena stoga može doći u sukob s drugim načinima korištenja tih resursa, primjerice proizvodnjom hrane ili očuvanjem prirodnih ekosustava i bioraznolikosti. Dodatno ograničenje je trajnost pohrane: ugljik vezan u vegetaciji i tlu može se ponovno osloboditi u atmosferu uslijed požara, suše ili sječe. 

Tehnološke metode, poput izravnog hvatanja CO₂ iz zraka te pohrane u najčešće dubokim geološkim formacijama, izrazito su energetski skupe. Zato sve veću pozornost privlače metode uklanjanja CO₂ koje koriste ocean, prvenstveno zbog njegove goleme površine i volumena, ali i biogeokemijskog potencijala – sposobnosti da kroz kemijske reakcije u morskoj vodi i djelovanjem morskih organizama upija ugljik iz atmosfere i pohranjuje ga na dulje vrijeme.

Potencijal oceana za uklanjanje CO₂

Ocean godišnje apsorbira nešto više od 25 % svih antropogenih emisija CO₂ i time predstavlja ogromno prirodno “skladište” ugljika koje pritom pomaže smanjenju koncentracije CO₂ u atmosferi te posljedičnoj regulaciji klime.

Do ove apsorpcije dolazi kemijskim procesom; kada se CO₂ otopi u morskoj vodi, snižava njezin pH i uzrokuje zakiseljavanje oceana. To predstavlja problem za organizme koji grade ljušture i kosture od kalcijeva karbonata, poput koralja.

Osim toga, velik dio apsorpcije CO₂ odvija se i biološkim putem, u površinskom dijelu oceana gdje ga koriste fotosintetski organizmi (makroalge i fitoplankton) i time mu privremeno smanjuju koncentraciju.

Taj prirodni kapacitet inspirira metode uklanjanja CO₂ putem oceana, koje se dijele na abiotičke (kemijske, tehnološke) i biotičke (biološke) metode. Zajednički im je cilj ukloniti ugljik što dalje od atmosfere na što dulje vrijeme.

Biotičke metode

Biotičke se metode u suštini zasnivaju na procesu fotosinteze. Morske alge i biljke apsorbiraju CO₂ kako bi rasle, a cilj je da se ta ugljična biomasa dugoročno uskladišti ukopavanjem u morski sediment ili potapanjem u duboki ocean ili na morsko dno.

Plavi ugljik temelji se na zaštiti i obnovi obalnih ekosustava (šuma mangrova, podmorskih livada morskih cvjetnica, slanih močvara). Biljke u tim ekosustavima fotosintezom uzimaju CO₂, a ugljik iz odumrlih dijelova biljaka, posebno korijenja, taloži se u tlu. Budući da je to tlo stalno natopljeno vodom i siromašno kisikom, organska se tvar razgrađuje vrlo sporo pa ugljik može ostati pohranjen u sedimentu stoljećima. [1]

Ovo je ujedno i jedina već komercijalno operativna metoda uklanjanja CO₂ pomoću oceana. Potencijal ove metode u samom uklanjanju CO₂ je umjeren; procjenjuje se da bi u realističnim okvirima mogla doprinijeti uklanjanju oko 0,5 % godišnjih emisija.  

Glavna vrijednost ove metode je u tome što prodajom ugljičnih kredita, odnosno potvrda o uklonjenom CO₂ koje kupuju tvrtke kako bi nadoknadile vlastite emisije, donosi prihode za zaštitu obalnih staništa s velikom bioraznolikošću, koja bi se inače teško mogla financirati u tako velikim razmjerima.

Uzgoj morskih algi zasniva se na njihovom uzgoju na plutajućim užadima na otvorenom moru, nakon čega se one prikupljaju za proizvodnju dugotrajnih materijala, biogoriva, ili se namjerno potapaju duboko u ocean radi dugoročnog uklanjanja ugljika iz atmosfere. Na temelju ovog koncepta u svijetu je već provedeno nekoliko pilot-projekata, a procjenjuje se da ova metoda može ukloniti do 2,5 % godišnjih emisija CO₂. [2]

Fertilizacija oceana željezom zasniva se na dodavanju željeza dijelovima oceana u kojima je upravo željezo nutrijent koji ograničava rast fitoplanktona. Dodavanjem željeza potiče se snažan rast njihove biomase, a time i apsorpcija CO₂. Dio te biomase jednostavno potone u oceanske dubine nakon što organizmi uginu. Ova metoda ima sličan potencijal kao i uzgoj makroalgi. No komercijalna upotreba ove metode efektivno je zabranjena jer je učinak nesiguran, a moguće štete za morske ekosustave (npr. cvjetanje otrovnih algi i manjak kisika) velike, pa su se od 2008. godine stranke Londonske konvencije i protokola složile da fertilizacija oceana treba biti dopuštena samo za znanstvena istraživanja. [1]

Abiotičke metode

Abiotičke metode oslanjaju se na kemiju oceana i dodatne tehnološke intervencije. Površina oceana stalno izmjenjuje CO₂ s atmosferom, a kada se količina otopljenog CO₂ u površinskom sloju oceana smanji, ocean apsorbira više CO₂ iz atmosfere kako bi se obnovila kemijska ravnoteža. 

Jedan od načina da se to pojača jest povećanje alkalnosti morske vode, što pretvara otopljeni CO₂ u druge oblike ugljika koji ostaju u vodi i ne vraćaju se u zrak. Druga metoda temelji se na izravnoj ekstrakciji CO₂ iz morske vode. Abiotičke metode u nastavku su navedene od najnaprednijih do tehnički najmanje naprednih.

Povećanje alkalnosti oceana temelji se na dodavanju alkalnih tvari, kemijske suprotnosti kiselinama, u morsku vodu. One pretvaraju otopljeni CO₂ u oblike ugljika koji ostaju u moru, tako da ocean može apsorbirati više CO₂ iz zraka. Ugljik pohranjen na ovaj način ostaje u oceanu desecima tisuća godina, a metoda također čini morsku vodu manje kiselom. Postoji nekoliko načina za to, uključujući dodavanje vapna ili fino mljevene stijene poput olivina te korištenje električne energije za razdvajanje kiselih i baznih komponenti morske vode i vraćanje baze u more. 

Ovaj pristup privlačnim čini dugotrajnost učinka te njegov potencijalni opseg. Kapacitet oceana da zadrži ovaj ugljik praktički je neograničen, a stvarno ograničenje jest koliko se alkalnog materijala može iskopati, samljeti i raspršiti te koliko je energije za to potrebno. Verifikacija metode je drugo otvoreno pitanje, budući da se CO₂ apsorbira sporo i na širokoj površini oceana, što otežava točno mjerenje koliko je CO₂ uklonjeno.

Uz postojeće pilot-projekte u svijetu koji primjenjuju ovu metodu, istraživači testiraju i kako metoda utječe na morski život – a Hrvatska je među sudionicima. U okviru OAEPIIP-a (Projekt usporedbe utjecaja povećanja alkalnosti oceana na pelagička područja), devetnaest istraživačkih skupina diljem svijeta provelo je identične eksperimente tijekom 2025. godine u spremnicima morske vode od 55 litara, dodajući alkalne tvari i promatrajući kako reagiraju lokalne planktonske zajednice. [3]

Hrvatski eksperiment proveo je Institut Ruđer Bošković na terenskoj postaji Martinska u blizini Šibenika pod vodstvom dr. sc. Jelene Godrijan.

“Dodavanje alkalnih tvari jedan je od novih popularnih načina borbe protiv klimatskih promjena. Njime se oponaša prirodni proces otapanja stijena. Time more može apsorbirati više CO₂ i smatra se da će to biti ključna tehnologija u zaštiti planeta. Ono što mi želimo jest prvo provjeriti učinak na živi svijet u moru”, objasnila je Godrijan.

Svrha provođenja istog eksperimenta od Novog Zelanda do Kenije i Čilea u tome je što se učinci mogu razlikovati između toplih i hladnih te nutrijentima bogatih i siromašnih voda. Rezultati će se objediniti u jednu analizu namijenjenu informiranju odluka o tome treba li metodu uopće primjenjivati u većem opsegu. 

Procjene njezina potencijala uvelike variraju, od oko 1 Gt CO₂ godišnje (približno 3 % današnjih godišnjih emisija) prema opreznijim procjenama, do nekoliko desetaka gigatona u modelskim studijama, no pouzdanih empirijskih podataka iz stvarnog okoliša još nema. [4]

Izravno uklanjanje iz oceana temelji se na ekstrakciji CO₂ iz morske vode u postrojenju na kopnu, korištenjem električne energije, i njegovu trajnom skladištenju pod zemljom. Pročišćena voda, koja sada sadrži manje CO₂, vraća se u more i miješa se s površinskom vodom, povećavajući njen kapacitet za apsorpciju CO₂ iz zraka. 

Budući da se ekstrakcija odvija unutar zatvorenog sustava, količina uhvaćenog CO₂ može se točno izmjeriti, što je prilično teško kod svih ostalih ovdje opisanih metoda. To ovu metodu čini jednom od najpreciznijih, no problem je u tome što se ogromne količine morske vode moraju pumpati i pročišćavati, što zahtijeva mnogo energije.

Zajednički problem svih metoda: dokaz učinkovitosti

Sve metode opisane u ovom tekstu dijele bitan problem. Da bi se tona CO₂ računala kao uklonjena određenom metodom, mora se dokazati da je zaista uklonjena, a ne ponovno oslobođena u nekom drugom dijelu procesa. 

To je vrlo izazovno jer se u oceanu odvija mnogo procesa na različitim vremenskim i prostornim skalama. Težina ovog problema također se razlikuje ovisno o metodi. Primjerice, fertilizacija željezom ovisi o mnogo povezanih procesa kroz morski hranidbeni lanac, što je znatno teže zaista provjeriti nego elektrokemijsko povećanje alkalnosti, koje se oslanja na dobro razumljive koncepte iz anorganske kemije. To bi na kraju moglo odrediti koje će se metode komercijalizirati i/ili proširiti: ne one s najvećim teorijskim potencijalom, već one čiji se učinci mogu najbolje verificirati.

Uklanjanje CO₂ ne može zamijeniti smanjenje emisija

Metode uklanjanja CO₂ putem oceana zanimljive su zbog ogromnog kontaktnog područja između mora i atmosfere, što im daje velik potencijal, ali i zbog činjenice da ocean prirodno može skladištiti goleme količine ugljika. No svaka od ovih metoda predstavlja intervenciju u morski okoliš, koji međunarodni sporazumi prepoznaju kao prostor koji zahtijeva posebnu zaštitu, dok regulativa zaostaje za razvojem tih pristupa. 

Znanstveno razumijevanje ovih metoda još nije dovoljno da bi opravdalo njihovu primjenu u velikim razmjerima. Budući da se emisije tijekom posljednjih desetljeća nisu smanjivale, uklanjanje ugljika iz atmosfere vjerojatno će biti neizbježno želimo li ostvariti klimatske ciljeve, no dovoljno brzo povećati opseg tih metoda čini se isto tako iznimno zahtjevnim. Jedno je jasno: uklanjanje ugljika ne može zamijeniti smanjenje emisija, već ga samo nadopuniti. Najbrži, najjeftiniji i najpouzdaniji način smanjenja količine CO₂ u atmosferi i dalje je – ne ispustiti ga u atmosferu.

Lana Flanjak je doktorandica klimatskih znanosti na Sveučilištu u Bernu.

Izvori:
[1] Oschlies, A., Bach, L. T., Fennel, K., Gattuso, J.-P. i Mengis, N. (2025). Perspectives and challenges of marine carbon dioxide removal. Frontiers in Climate, 6, 1506181. https://doi.org/10.3389/fclim.2024.1506181 

[2] Arzeno-Soltero, I.B., Saenz, B.T., Frieder, C.A. i suradnici. (2023). Large global variations in the carbon dioxide removal potential of seaweed farming due to biophysical constraints. Commun Earth Environ 4, 185. https://doi.org/10.1038/s43247-023-00833-2

[3] Bach, L. T., Ferderer, A. J., LaRoche, J. i Schulz, K. G. (2024). Technical note: Ocean Alkalinity Enhancement Pelagic Impact Intercomparison Project (OAEPIIP). Biogeosciences, 21, 3665–3676. https://doi.org/10.5194/bg-21-3665-2024

[4] Climate Interventions. Ocean Alkalinity Enhancement. https://climateinterventions.org/